1、唐天向唐天向云南农业大学云南农业大学生态农业授课内容及学时分配v1 生态农业概述（4学时）v2 生态农业的基本原理（4学时）v3 生态农业模式及其设计方法（4学时）v4 生态农业的实用技术（4学时）v5 生态农业系统分析及调控（4学时）3 生态农业模式及其设计方法v3.1 生态农业模式总论v3.2 农田间作、套作与轮作模式v3.3 农林复合系统生态农业模式v3.4 畜禽养殖生态农业模式v3.5 湿地系统生态农业模式v3.6 淡水湖泊系统生态农业模式v3.7 草地生态农业v3.8 以沼气为纽带的物质循环利用模式v3.9 水土保持型生态农业模式v3.10 生态农业模式设计方法3.1 生态农业模式总
2、论v生态农业模式按照生态学和经济学原理组织农业生态系统结构按照生态学和经济学原理组织农业生态系统结构和组装配套技术以发挥系统功能达到可持续发展和组装配套技术以发挥系统功能达到可持续发展的目标的生态农业系统格局。的目标的生态农业系统格局。如：海南文昌的胶林养鸡（包括胶、茶、鸡乃至如：海南文昌的胶林养鸡（包括胶、茶、鸡乃至延伸到猪、鱼）延伸到猪、鱼）3.2 农田间作、套作与轮作模式v3.2.1 我国主要的间作类型间作方式分布地区 玉米玉米豆类豆类 玉米玉米薯类薯类 玉米玉米花生花生 春小麦春小麦玉米玉米 春小麦春小麦豆类豆类 棉花棉花瓜类瓜类 棉花棉花花生花生 早稻（易稻）早稻（易稻）甘薯甘薯 甘
3、蔗甘蔗豆类豆类 农林间作农林间作 广泛分布于玉米产区广泛分布于玉米产区 广泛分布于华北、西南和西北地区广泛分布于华北、西南和西北地区 分布于西南和华北地区分布于西南和华北地区 分布于河西走廊、雁北、陕北、东北、河套等地分布于河西走廊、雁北、陕北、东北、河套等地 分布于东北地区分布于东北地区 分布于华北地区分布于华北地区 分布于黄淮海棉区分布于黄淮海棉区 分布于华南水田分布于华南水田 分布于华南地区分布于华南地区 全国各地全国各地3.2 农田间作、套作与轮作模式v3.2.2 我国主要的套作类型套作方式分布地区 小麦小麦/玉米（棉花、花生）玉米（棉花、花生）小麦小麦/玉米玉米/甘薯（豆类）甘薯（豆
4、类）小麦小麦/甜菜（或马铃薯、草木樨）甜菜（或马铃薯、草木樨）小麦小麦/烟草烟草 小麦小麦/瓜菜瓜菜 棉花棉花/瓜菜瓜菜 晚稻晚稻/绿肥绿肥 黄淮海、长江中下游地区黄淮海、长江中下游地区 南方丘陵旱地南方丘陵旱地 河西走廊、河套、东北地区河西走廊、河套、东北地区 黄淮海烟区和西南地区黄淮海烟区和西南地区 黄淮海地区黄淮海地区 各地棉区各地棉区 南方二熟稻区南方二熟稻区3.2 农田间作、套作与轮作模式v3.2.3 我国主要的轮作类型轮作方式分布区域轮作方式分布区域玉米玉米大豆大豆玉米玉米草木樨草木樨春小麦（攸麦）春小麦（攸麦）豆类豆类春小麦春小麦亚麻亚麻豆类豆类苜蓿苜蓿小麦小麦玉米玉米马铃薯马铃
5、薯攸麦攸麦豆类豆类春小麦春小麦水稻水稻蔬菜蔬菜水稻水稻小麦小麦-玉米玉米甘薯甘薯小麦小麦-玉米玉米小麦小麦-玉米玉米棉花棉花北方一熟地区北方一熟地区北方一熟地区北方一熟地区北方一熟地区北方一熟地区北方一熟地区北方一熟地区北方一熟地区北方一熟地区北方一熟地区北方一熟地区东北沿海地区东北沿海地区黄淮海地区黄淮海地区黄淮海地区黄淮海地区黄淮海地区黄淮海地区小麦小麦-玉米玉米小麦小麦-豆类豆类小麦小麦-玉米玉米小麦小麦-夏谷夏谷小麦小麦-中稻中稻早稻早稻-晚稻晚稻棉花棉花早稻早稻-晚甘薯晚甘薯早稻早稻-晚稻晚稻绿肥绿肥-花生花生-甘薯甘薯小麦小麦-玉米玉米-晚稻晚稻甘蔗甘蔗-早稻早稻早稻早稻-豆类豆类
6、黄淮海地区黄淮海地区黄淮海地区黄淮海地区南方地区南方地区南方地区南方地区南方地区南方地区南方地区南方地区南方地区南方地区南方地区南方地区南方地区南方地区3.2 农田间作、套作与轮作模式v蔬菜轮作实行蔬菜合理轮作，应遵循以下原则：实行蔬菜合理轮作，应遵循以下原则：充分利用土壤养分充分利用土壤养分v青菜、菠菜等叶菜类需青菜、菠菜等叶菜类需N较多，瓜类、番茄、辣椒等果菜类需较多，瓜类、番茄、辣椒等果菜类需P肥较多，马铃薯、山药等根茎类需要肥较多，马铃薯、山药等根茎类需要K肥较多，可把它们轮作。肥较多，可把它们轮作。减轻病虫草害减轻病虫草害v粮菜轮作、水旱轮作，可控制土传病害；葱蒜类后作种大白菜，粮菜
7、轮作、水旱轮作，可控制土传病害；葱蒜类后作种大白菜，可大大减轻软腐病；一些生长迅速或栽培密度大的甘蓝、或豆类、可大大减轻软腐病；一些生长迅速或栽培密度大的甘蓝、或豆类、或马铃薯等可明显抑制杂草。或马铃薯等可明显抑制杂草。合理确定轮作年限合理确定轮作年限v白菜、芹菜、花菜、葱、蒜等在没有严重发病地块可连作几茬；白菜、芹菜、花菜、葱、蒜等在没有严重发病地块可连作几茬；西瓜需隔西瓜需隔12年后再种；马铃薯、山药、生姜、黄瓜、辣椒等则年后再种；马铃薯、山药、生姜、黄瓜、辣椒等则需隔需隔23年再种；番茄、芋头、茄子、香瓜、豌豆等需隔年再种；番茄、芋头、茄子、香瓜、豌豆等需隔3年以上。年以上。3.3 农林
8、复合系统生态农业模式v农林复合系统（Agroforestry）作为一种土地利用技术和耕作制度的集合名词，作为一种土地利用技术和耕作制度的集合名词，是有目的地将多年生木本植物（乔木、灌木等）是有目的地将多年生木本植物（乔木、灌木等）同草本植物（农作物、牧草）和（或）畜牧业经同草本植物（农作物、牧草）和（或）畜牧业经营在同一土地单元，并采取统一或短期相同的空营在同一土地单元，并采取统一或短期相同的空间配置、轮作等耕作措施；在林农（草）复合经间配置、轮作等耕作措施；在林农（草）复合经营系统的不同组分之间存在着生态学和经济学方营系统的不同组分之间存在着生态学和经济学方面的相互作用。面的相互作用。Lun
9、dgren&Raintree,1982中国有中国有215种具体模式，种具体模式，223种种类。种种类。3.3 农林复合系统生态农业模式v典型模式有：一、桐农系统模式（华北地区）一、桐农系统模式（华北地区）二、桑田复合型模式（长江流域、华南亚热带）二、桑田复合型模式（长江流域、华南亚热带）三、林草牧复合型模式（北方农牧交错带）三、林草牧复合型模式（北方农牧交错带）四、胶园复合型模式（海南、云南南部）四、胶园复合型模式（海南、云南南部）五、林药复合型模式（分布地域广）五、林药复合型模式（分布地域广）四、胶园复合型模式v林-胶-茶v林-胶-茶-绿肥v林-胶-胡椒v林-胶-胡椒-茶v林-胶-胡椒-菠萝
10、-绿肥v林-胶-咖啡-胡椒v林-胶-咖啡-菠萝-绿肥v林-胶-甘蔗-菠萝v林-胶-益智-绿肥v林-胶-巴戟-绿肥v林-胶-砂仁v林-胶-白豆蔻v林-胶-橙v林-胶-藤本v林-胶-菠萝-粮豆v林-胶-香蕉-菠萝v胶-菠萝v胶-余甘v胶-粮豆3.4 畜禽养殖生态农业模式v概念是应用生态学、生态经济学与系统科学基本原理，是应用生态学、生态经济学与系统科学基本原理，吸收现代科学技术成就与传统农业中的精华吸收现代科学技术成就与传统农业中的精华,以畜以畜牧业为中心，并将相应的植物、动物、微生物等牧业为中心，并将相应的植物、动物、微生物等种群匹配组合起来，形成合理有效开发、利用多种群匹配组合起来，形成合理有
11、效开发、利用多种资源，防治和治理农村环境污染，实现经济、种资源，防治和治理农村环境污染，实现经济、生态和社会效益三统一的高效、稳定、持续发展生态和社会效益三统一的高效、稳定、持续发展的人工复合生态系统。的人工复合生态系统。v典型农牧渔复合畜禽养殖v生态工程结构模式农农产品环境牧渔肉蛋奶水产品3.5 湿地系统生态农业模式3.5 湿地系统生态农业模式v基塘系统主要类型桑基鱼塘桑基鱼塘蔗基鱼塘蔗基鱼塘果基鱼塘果基鱼塘v香蕉、大蕉、柑橘、木瓜、芒果、荔枝香蕉、大蕉、柑橘、木瓜、芒果、荔枝杂基鱼塘杂基鱼塘v以象草、蔬菜、花生、豆类、玉米、香机、薯类为普以象草、蔬菜、花生、豆类、玉米、香机、薯类为普遍遍v
12、基塘系统水陆相互作用中的大小循环图基塘系统的结构基塘自然条件植物浮游生物人类活动自然条件人类活动鱼细菌畜禽土壤基塘系统的作用v具有经常维持养分平衡的作用v具有自动调节水分的能力v不断促进土壤更新v能调节旱涝作用v基面和鱼塘把多种生物聚在同一单位土地上，组成复杂的网络系统，增加了系统的稳定性。多种产品，满足多方需求；降低产量、市场风险；稳定收入。v基面作物单产比一般旱地高2550%，塘鱼产量比一般鱼塘每公顷多1500kg左右。3.6 淡水湖泊系统生态农业模式3.6 淡水湖泊系统生态农业模式v一、稻田中的综合水产养殖早在三国时代（公元早在三国时代（公元220年左右）就有记载。重庆年左右）就有记载。
13、重庆大足县：大足县：v稻谷增产：稻谷增产：8.45%小粮仓小粮仓v鱼的产量与收入显著增加：鱼的产量与收入显著增加：1440kg/hm2小银行小银行v增大了稻田的蓄水容量：增大了稻田的蓄水容量：300m3/666.7m2小水库小水库v减少了化肥与农药的使用减少了化肥与农药的使用小化肥厂小化肥厂3.6 淡水湖泊系统生态农业模式v二、东太湖伊乐藻草鱼人工复合生态系统投饵网围养鱼鱼类排泄物和残饵等水生植物光能输出微生物可溶性营养盐湖底底泥虾、蟹、螺、蚬等底栖动物输出输出3.7 草地生态农业v草地生态农业的内容合理利用现有草地合理利用现有草地v建立合理放牧制度建立合理放牧制度v建立合理割草制度建立合理割
14、草制度恢复退化草地恢复退化草地扩大人工草地，走向半舍饲扩大人工草地，走向半舍饲建立育肥带，提供特区家畜冬春的保畜育肥的基建立育肥带，提供特区家畜冬春的保畜育肥的基地地进行多系统多层次的耦合，提高总体生产力进行多系统多层次的耦合，提高总体生产力改变以粮为纲，优化产业结构改变以粮为纲，优化产业结构3.8 以沼气为纽带的物质循环利用模式v沼气的利用与作用：用做能源（发电或燃气）；用做能源（发电或燃气）；农作物高效优质的气体肥料（本身及燃烧产生农作物高效优质的气体肥料（本身及燃烧产生CO2）；）；沼渣中含有经生物降解后重新合成的营养物质，如氨基酸、菌体蛋白、矿物沼渣中含有经生物降解后重新合成的营养物质
15、，如氨基酸、菌体蛋白、矿物质、维生素等，是猪、牛等的良好再生饲料；质、维生素等，是猪、牛等的良好再生饲料；沼液可养鱼、养猪；沼液可养鱼、养猪；沼渣可作食用菌的理想培养基；沼渣可作食用菌的理想培养基；沼渣可作优质肥料，肥料比有机肥快，还能改善作物品质、减少农药施用量；沼渣可作优质肥料，肥料比有机肥快，还能改善作物品质、减少农药施用量；沼渣含有大量腐殖酸类物质（沼渣含有大量腐殖酸类物质（1020%），可有效地改良土壤；），可有效地改良土壤；沼渣可制成优质商品有机肥或营养土，增加农民收入；沼渣可制成优质商品有机肥或营养土，增加农民收入；沼气可储粮，无污染、价格低；沼气可储粮，无污染、价格低；沼气可保
16、鲜柑橘；沼气可保鲜柑橘；沼液中含有各种可溶性物质：无机盐、挥发性脂肪酸、氨基酸、维生素、生沼液中含有各种可溶性物质：无机盐、挥发性脂肪酸、氨基酸、维生素、生长素、酶类、核苷酸、糖类等，可作为肥料，还可调节作物生长及增强植物长素、酶类、核苷酸、糖类等，可作为肥料，还可调节作物生长及增强植物抗逆性，如种子发芽、抗旱能力及抗冻能力；抗逆性，如种子发芽、抗旱能力及抗冻能力；沼液可喷施作物，对作物病虫害有一定防治作用；沼液可喷施作物，对作物病虫害有一定防治作用；浸种；浸种；沼渣养殖蚯蚓。沼渣养殖蚯蚓。3.8 以沼气为纽带的物质循环利用模式v一、“四位一体”模式v二、“猪-沼-果”模式3.9 水土保持型生
17、态农业模式v一、长江三峡库区坡地植物篱水土保持生态农业模式挡土防蚀效益挡土防蚀效益减缓坡度效益减缓坡度效益缩短坡长效益缩短坡长效益绿肥产出效益绿肥产出效益提高土壤肥力的效益提高土壤肥力的效益植物篱综合效益比较：新银合欢植物篱综合效益比较：新银合欢黄荆黄荆大叶千斤大叶千斤拔拔紫穗槐紫穗槐矮桑矮桑香根草香根草木槿木槿刺槐刺槐龙须草龙须草黄黄花菜花菜茶茶马桑马桑3.9 水土保持型生态农业模式v二、黄土高原水土流失区植物篱坡地生态农业模式生态效益生态效益v提高植被覆盖度，增大雨水入渗、减少冲刷，提高土壤墒情。提高植被覆盖度，增大雨水入渗、减少冲刷，提高土壤墒情。植物篱蓄水效益植物篱蓄水效益延缓径流，减
18、少暴雨冲刷效益延缓径流，减少暴雨冲刷效益挡土防蚀效益挡土防蚀效益减缓坡度效益减缓坡度效益缩短坡长效益缩短坡长效益提高土壤肥力效益提高土壤肥力效益3.9 水土保持型生态农业模式v黄土高原区植物篱主要类型香椿篱香椿篱金银花篱金银花篱花椒篱花椒篱石榴篱石榴篱+黄花菜黄花菜3.10 生态农业模式设计方法v3.10.1 生态农业模式设计的原理与原则生物多样性与结构多样性原理生物多样性与结构多样性原理生物之间共生、互生、抗生原理生物之间共生、互生、抗生原理生态位原理生态位原理食物链原理食物链原理“三效协同三效协同”原理原理因地制宜原则因地制宜原则市场导向原则市场导向原则3.10 生态农业模式设计方法v3.
19、10.2 生态农业的结构设计方法v时间结构设计v轮作、连续间作、短期间作、替代性间作、间断间作轮作、连续间作、短期间作、替代性间作、间断间作e、套种型套种型f、复合搭配型、复合搭配型g5101525y20作物作物林木林木5101525y20橡胶橡胶茶叶茶叶5101525y20杉木杉木作物作物5101525y20杉木杉木作物作物油桐油桐间断间作e套种型f复合搭配型g杨树杨树玉米玉米48124m4812122412m6810泡桐泡桐玉米玉米小麦小麦122412m6810白菜白菜玉米玉米西瓜西瓜小麦小麦泡桐泡桐v平面结构设计带状间种（泡桐、粮）带状间种（泡桐、粮）团状混交（胶、茶）团状混交（胶、茶）
20、均匀混交（密集式和均匀混交（密集式和稀疏式，桐粮）稀疏式，桐粮）水陆交互式（鱼塘系水陆交互式（鱼塘系统）统）等高带混交（胶茶系等高带混交（胶茶系统）统）镶嵌式混交种植镶嵌式混交种植v立体结构设计单层结构单层结构v林粮轮作、林药轮作林粮轮作、林药轮作31530y18农作物杉木林杉木林农作物双层结构双层结构v混农林业（桐粮）混农林业（桐粮）多层结构多层结构v水陆交互系统、庭院经营、丘陵山地多层次结构水陆交互系统、庭院经营、丘陵山地多层次结构食物链结构设计vA 食物链加环技术生产环：牛、羊、猪等草食动物为一般生产环，生产环：牛、羊、猪等草食动物为一般生产环，凡是某种生物需要的资源不是人类需要或不能利
21、凡是某种生物需要的资源不是人类需要或不能利用、不能直接取得的，经过这个环节转化后可产用、不能直接取得的，经过这个环节转化后可产生高效或经济产品，称为高效生产环。如蜜蜂提生高效或经济产品，称为高效生产环。如蜜蜂提供花粉，则可产生蜂蜜、黄蜡、王桨、蜂胶等。供花粉，则可产生蜂蜜、黄蜡、王桨、蜂胶等。有资料认为，蜜蜂传粉，皮棉可增产有资料认为，蜜蜂传粉，皮棉可增产20%，油菜，油菜增产增产18%，梨增产，梨增产3050%，苹果增产，苹果增产20-47%，又如桑叶养蚕可得蚕茧，剿丝后可纺丝绸，蚕蛹、又如桑叶养蚕可得蚕茧，剿丝后可纺丝绸，蚕蛹、蚕沙是畜禽鱼良好饲料。蚕沙是畜禽鱼良好饲料。食物链加环与减环v
22、增益环是指为扩大生产环的效益所加入的环节，主要利是指为扩大生产环的效益所加入的环节，主要利用残渣中的营养成分，形成高蛋白饲料。如蚯蚓、用残渣中的营养成分，形成高蛋白饲料。如蚯蚓、蝇蛆可视为增益环。蝇蛆可视为增益环。食物链加环与减环v减耗环在食物链中，有的环节只是消耗者或破坏者，可在食物链中，有的环节只是消耗者或破坏者，可即即“耗损环耗损环”，对系统不利。为了抑制耗损环的，对系统不利。为了抑制耗损环的功能，除利用药械处理外，可通过增加功能，除利用药械处理外，可通过增加“减耗环减耗环”解决。例如，人工饲养赤眼蜂和瓢虫，可控制棉解决。例如，人工饲养赤眼蜂和瓢虫，可控制棉铃虫和蚜虫的危害。铃虫和蚜虫的
23、危害。食物链加环与减环v产品加工环由于农业生态系统的输出有很大一部分是由于农业生态系统的输出有很大一部分是“无效无效”的，不能完全为消费者利用，产生一些不良后果：的，不能完全为消费者利用，产生一些不良后果：一使农业生态系统物质能量的损失加大，一使农业生态系统物质能量的损失加大，20-55%是无效的；二加大了运输消耗；三造成城市是无效的；二加大了运输消耗；三造成城市有机质的不正常有机质的不正常“富集富集”，加大城市生态系统的，加大城市生态系统的污染。故生态农业建设中应引入产品加工环，使污染。故生态农业建设中应引入产品加工环，使产品变成成品、精品输出，减少上述后果。产品变成成品、精品输出，减少上述后果。生态工程产品或副产品加工环成品加工环精品加工成品副产品加工成品副产品副产品v产品资源的能量富集与经济增值过程食物链加环与减环复合环复合环v如稻田养鱼或养鸭，既可除虫灭草，又可增肥松土，如稻田养鱼或养鸭，既可除虫灭草，又可增肥松土，可增产稻谷，又增产鱼或鸭蛋，具有多种效益。可增产稻谷，又增产鱼或鸭蛋，具有多种效益。v在加环过程中，要注意三个方面的问题：一生产效率的经济的合理性；二有毒物质在食物链上的富集；三有害生物在食物链上的传播。食物链“解链”技术 污染土壤林木、花卉、纤维植物等林木、纺织品、花卉观赏工业原料农产品高富集植物工业原料或集中处理
